Napodobenie procesu fotosyntézy môže ľudstvu otvoriť ďalší zdroj energie
Napodobenie procesu fotosyntézy môže ľudstvu otvoriť ďalší zdroj energie /3.maj
Napodobenie procesu fotosyntézy môže ľudstvu otvoriť ďalší zdroj energie
Bardejov 3. MÁJ, BSD
30.4 – 18.5. 2018
Európske solárne dni na Slovensku
Lepšie pochopenie celému procesu fotosyntézy, ktorú rastliny využívajú na získavanie energie zo slnečného žiarenia, môže ľudstvu pomôcť odomknúť ďalší zdroj energie. Vedci z Harvardskej univerzity teraz posunuli poznanie procesu fotosyntézy o krok ďalej, keď preskúmali mechanizmus, ktorý rastliny využívajú na rýchle a efektívne distribúciu energie .
Zelené rastliny zachytávajú energie zo slnečného žiarenia, ktorú môžu ďalej prenášať vo svojom tele pomocou bielkovín, ktoré obsahujú rôzne pigmenty. Tieto pigmenty "nabité" fotóny slnečného žiarenia môžu svoju excitačnú energiu odovzdávať okolitým pigmentom, čím môžu rastliny energiu transportovať do miest, kde prebieha reakcia premeny oxidu uhličitého na kyslík.
Americkí vedci teraz s využitím experimentálnych dát a počítačových simulácií preskúmali tento proces. Vo svojom výskume sa zamerali na proteín s označením PC645, ktorý v rastlinách riadi prenos energie pomocou vibrácií pigmentov.
"Môžete si predstaviť, že tieto proteíny využívajú vibrácie rôznych pigmentov ako semafory, ktoré posielajú excitácia jedným alebo druhým smerom," hovorí spoluautor výskumu Doran Bennett.
Pigment excitovanou energiou dopadajúcich fotónov by svoju excitačnú energiu mohol ľahko odovzdať okolitým pigmentom, ktoré sú na podobné energetické hladine. Za pomocou vibrácií však proteíny môžu nasmerovať prenos tejto energie, kedy "nabitý" pigment odovzdá svoju energiu konkrétnemu pigmentu, a preskočí tak všetky okolité.
Vedci si skôr tento nesúvislý prenos energie vysvetľovali pomocou kvantových previazanie, keďže je energia odovzdávaná medzi pigmenty na výrazne odlišných energetických hladinách. Nový výskum však naznačuje, že k premostenie tejto medzery je potrebné široké pásmo vibrácií.
Vedecký tím bude vo svojom výskume aj naďalej pokračovať, aby lepšie porozumel tomu, ako môžu bielkoviny riadiť prenos energie potrebný k efektívnej fotosyntéze. Podľa tímu by tieto znalosti mali nájsť uplatnenie aj pri vývoji nových materiálov pre zariadenia využívajúce energiu slnečného žiarenia.
Výskum a simulácie sú však veľmi náročné ako na výpočtovú techniku, tak na čas - tímu trvalo objavovaniu jedného proteínu viac ako dva roky.
